(57)【要約】  本発明の一実施例は、通信システム（５）のための通信ノード（１０、１１）に関する。実施例は、通信モジュール（３０）、及び少なくとも１つのアプリケーションモジュール（２１、２２）により特徴付けられ、通信モジュールは、通信システムの他の通信ノードから受信されたデータ信号（Ｄ２）又はこれらのデータ信号の内容をアプリケーションモジュールに転送するとともに、アプリケーションモジュールから受信されたデータに基づいてデータ信号（Ｄ１）を他の通信ノードに、又は通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードに送信するように構成され、通信モジュールは、受信されたデータ信号を評価するとともに、アプリケーションモジュールに割り当てられた予め定義された最大レイテンシ（Ｔ１、Ｔ２）に関して、データ接続の現在及び／又は将来の品質を記述する品質値（Ｑ１（Ｔ１）、Ｑ２（Ｔ２））を生成するように構成され、通信モジュールは、品質値がアプリケーションモジュールに割り当てられたそれぞれの最大レイテンシに関する所定の品質しきい値（Ｑ１ｍｉｎ、Ｑ２ｍｉｎ）を下回っている場合、制御信号（ＱＳ）をアプリケーションモジュールに送信するように更に構成される
2019502293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システム（５）のための通信ノード（１０、１１）であって、
・通信モジュール（３０）、及び
・少なくとも１つのアプリケーションモジュール（２１、２２）により特徴付けられ、
・前記通信モジュールが、前記通信システムの他の通信ノードから受信されたデータ信号（Ｄ２）又はこれらのデータ信号の内容を前記アプリケーションモジュールに転送するとともに、前記アプリケーションモジュールから受信されたデータに基づいてデータ信号（Ｄ１）を前記他の通信ノードに、又は前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードに送信するように構成され、
・前記通信モジュールが、前記受信されたデータ信号を評価するとともに、前記アプリケーションモジュールに割り当てられた予め定義された最大レイテンシ（Ｔ１、Ｔ２）に関して、データ接続の現在及び／又は将来の品質を記述する品質値（Ｑ１（Ｔ１）、Ｑ２（Ｔ２））を生成するように構成され、
・前記通信モジュールが、前記品質値が前記アプリケーションモジュールに割り当てられた前記のそれぞれの最大レイテンシに関する所定の品質しきい値（Ｑ１ｍｉｎ、Ｑ２ｍｉｎ）を下回っている場合、制御信号（ＱＳ）を前記アプリケーションモジュールに送信するように更に構成される、通信ノード。
【請求項２】
・前記データ信号が符号化されたデータパケットであり、
・前記通信モジュールが、前記の受信されたデータパケットを復号するとともに、前記の受信されて復号されたデータパケットの誤り率に基づいて、又は同様に、誤り率に少なくとも基づいて、前記品質値を決定するように構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の通信ノード。
【請求項３】
・前記通信モジュールが、現在受信されたデータパケットの誤り率の他に複数の以前に受信されたデータパケットの誤り率を評価するとともに、前記アプリケーションモジュールに割り当てられた前記最大レイテンシに関して、将来のデータ接続の品質を推定又は予測するように構成され、
・前記通信モジュールが、前記将来のデータ接続の前記の推定された品質を記述する品質値に基づいて前記制御信号を生成するように更に構成される、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信ノード。
【請求項４】
・前記少なくとも１つのアプリケーションモジュールが、前記制御信号の受信に応答して前記通信モジュールに停止要求（ＳＴ）を送信するように構成され、
・前記停止要求が、前記少なくとも１つのアプリケーションモジュールに関して、後続のデータ信号を前記通信システムの任意の他の通信モジュールと交換してはならないことを前記通信モジュールに示す、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項５】
・前記少なくとも１つのアプリケーションモジュールが、前記停止要求の生成に関連して、又は前記停止要求の生成時に、下記のステップ、すなわち、タイマ（７５）を開始するステップと、前記タイマの満了に応答して、前記通信モジュールに再始動要求（ＲＲ）を送信するステップとを実行するように構成され、
・前記通信モジュールが、前記再始動要求の受信時に、前記少なくとも１つのアプリケーションモジュールに関して、前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードとのデータ伝送を再確立するように構成される、ことを特徴とする請求項４に記載の通信ノード。
【請求項６】
・前記少なくとも１つのアプリケーションモジュールが、前記制御信号の受信に応答して前記通信モジュールにパラメータ要求を送信するように構成され、
・前記パラメータ要求が、前記通信モジュールに、前記通信モジュールが変更された品質しきい値（Ｑ２ｍｉｎ’）及び／又は変更された最大レイテンシ値（Ｔ２’）を含む変更されたパラメータセットに基づいて他の通信モジュールとデータ信号の交換を進めるように指示されたことを示す、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項７】
前記通信モジュールが、前記パラメータ要求の受信時に、下記のステップ、すなわち、
・前記受信されたデータ信号を評価するとともに、前記の受信されたパラメータセットの要求されたパラメータに関して、前記データ接続の前記現在及び／又は将来の品質を記述する更新された品質値を生成するステップと、
・前記更新された品質値が前記変更されたパラメータセットの前記変更された品質しきい値を下回る場合、前記アプリケーションモジュールに新しい制御信号を送信するステップと、
・前記更新された品質値が前記変更されたパラメータセットの前記変更された品質しきい値を超える場合、前記アプリケーションモジュールに確認を送信するステップとを実行するように構成される、ことを特徴とする請求項６に記載の通信ノード。
【請求項８】
・前記通信ノードが少なくとも２つのアプリケーションモジュールを含み、アプリケーションモジュールのそれぞれに個別の品質しきい値及び個別の最大レイテンシが割り当てられ、
・前記通信モジュールが、前記の割り当てられた品質しきい値が前記それぞれの最大レイテンシに関する前記品質値を超える前記アプリケーションモジュールのそれぞれに制御信号を送信するように構成される、ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項９】
・前記通信モジュールが、その品質値、及び前記それぞれの最大レイテンシを示すレイテンシ値を前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードに送信するとともに、前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードから受信された品質値及びレイテンシ値を評価するように構成され、
・前記通信モジュールが、前記通信システムの前記他の通信ノードのうちの１つ又は複数から受信された品質値及びレイテンシに基づいて、又は同様に、受信された品質値及びレイテンシに少なくとも基づいて、前記の対応する最大レイテンシと組み合わせてその品質値を決定するように更に構成される、ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項１０】
・前記通信モジュールが、現在使用されている通信チャネル上の電磁放射線を、好ましくは、前記通信システムの通信ノードの間でデータ信号が伝送されないタイムスロットにおいて測定するとともに、電磁放射線の量を示す干渉値（Ｉ）を決定するように構成され、
・前記通信モジュールが、前記干渉値に基づいて、又は同様に、前記干渉値に少なくとも基づいて、前記の対応する最大レイテンシに関して、前記品質値を決定するように更に構成される、ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項１１】
・前記通信モジュールが、現在使用されている通信チャネル上の電磁放射線の所定の特性を、好ましくは、前記通信システムの通信ノードの間でデータ信号が伝送されないタイムスロットにおいて測定するとともに、前記電磁放射線の前記の測定された特性から干渉値を導出するように構成され、
・前記通信モジュールが、前記干渉値に基づいて、又は同様に、前記干渉値に少なくとも基づいて、前記の対応する最大レイテンシに関して、前記品質値を決定するように更に構成される、ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項１２】
・前記通信モジュールが、その干渉値を前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードに送信するとともに、前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードから受信された干渉値を評価するように構成され、
・前記通信モジュールが、前記通信システムの前記他の通信ノードのうちの１つ又は複数から受信された干渉値に基づいて、又は同様に、受信された干渉値に少なくとも基づいて、前記の定義された最大レイテンシ又は複数の最大レイテンシに関して、その品質値又は複数の品質値を決定するように更に構成される、ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項１３】
当該通信ノードがプロセッサ（１１０）及びメモリ（１２０）を備え、前記メモリが、
・起動後に前記プロセッサをプログラムして上記で定義された通信モジュールとして機能させる制御ソフトウェアモジュール（１３０）と、
・起動後に前記プロセッサをプログラムして上記で定義されたアプリケーションモジュールとして機能させる少なくとも１つのアプリケーションソフトウェアモジュール（１２１、１２２）とを記憶し、
・前記制御ソフトウェアモジュールが、開放形システム相互接続モデル、ＯＳＩモデルに従って物理層又はデータリンク層に割り当てられるとともに、
・前記少なくとも１つのアプリケーションソフトウェアモジュールが、前記ＯＳＩモデルに従ってアプリケーション層に割り当てられる、ことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の通信ノード。
【請求項１４】
少なくとも２つの通信ノードを含む通信システムであって、前記通信ノードのうちの少なくとも１つが請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の通信ノードである、ことを特徴とする通信システム。
【請求項１５】
通信システムにおいて通信ノードを動作させる方法であって、
・前記通信ノードの通信モジュールが、前記通信システムの他の通信ノードから受信されたデータ信号又はこれらのデータ信号の内容を前記通信ノードのアプリケーションモジュールに転送するとともに、前記アプリケーションモジュールから受信されたデータに基づいてデータ信号を前記他の通信ノードに、又は前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードに送信し、
・前記通信モジュールが、前記受信されたデータ信号を評価するとともに、所定の最大レイテンシに関して、データ接続の現在及び／又は将来の品質を記述する品質値を生成し、
・前記通信モジュールが、前記所定の最大レイテンシに関する前記品質値が前記アプリケーションモジュールに割り当てられた所定のしきい値を下回っている場合、制御信号を前記アプリケーションモジュールに送信する、ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、通信ノード、及び通信システムを動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
独国特許出願ＤＥ  １０  ２０１２  ２０６  ５２９  Ａ１は、通信ノードが割り当てられたアップストリームの通信ノードに信号を送信し、割り当てられたダウンストリームの通信ノードから信号を受信するトークンリングシステムを動作させる方法を開示する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、非常に信頼できる方法で通信システムを動作させることを可能にする方法を提供することである。
【０００４】
本発明の更なる目的は、非常に信頼できる方法で動作することができる通信システム及び通信ノードを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施例は、通信システムのための通信ノードに関する。通信ノードは、通信モジュール、及び少なくとも１つのアプリケーションモジュールにより特徴付けられる。前記通信モジュールは、前記通信システムの１つ又は複数の他の通信ノードから受信されたデータ信号又はこれらのデータ信号の内容を前記アプリケーションモジュールに転送するとともに、前記アプリケーションモジュールから受信されたデータに基づいてデータ信号を前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードに送信するように構成される。前記通信モジュールは、前記受信されたデータ信号を評価するとともに、前記アプリケーションモジュールに割り当てられた予め定義された最大レイテンシに関して、データ接続の現在及び／又は将来の品質を記述する品質値を生成するように更に構成される。そのうえ、前記通信モジュールは、前記品質値が前記アプリケーションモジュールに割り当てられた前記のそれぞれの最大レイテンシに関する所定の品質しきい値を下回っている場合、制御信号を前記アプリケーションモジュールに送信するように構成される。
【０００６】
本発明のこの実施例の利点は、通信モジュールが最大レイテンシに基づいて品質値を決定することができる、ということである。最大レイテンシは、好ましくは、（遠隔通信ノードにおける）データ、例えば各データパケットの送信及び受信に関する最大時間遅延又は伝送持続時間（及びしたがって必要とされる到着時刻）を定義する。したがって、通信モジュールは、データ接続の品質が要請された／要求された時間の制約を満たすには不十分である場合、（複数の）アプリケーションモジュールに警告することができる制御信号を生成することができる。
【０００７】
好ましい実施例によれば、前記通信ノードは、少なくとも２つのアプリケーションモジュールを含む。好ましくは、個別の（モジュールに個別の）品質しきい値及び個別の（モジュールに個別の）最大レイテンシが各アプリケーションモジュールに割り当てられる。前記通信モジュールは、好ましくは、前記の割り当てられた品質しきい値が前記それぞれの最大レイテンシに関する前記品質値を超える前記アプリケーションモジュールのそれぞれに制御信号を送信するように構成される。したがって、各アプリケーションモジュールは、それらの（時間／遅延に関連した）品質要求が満たされない場合に、個別の測定を行うことができる。
【０００８】
前記通信システムは、好ましくは、トークンリングシステムであり、前記通信ノードは、好ましくは、ブロードキャスト型通信ノードである。
【０００９】
更に好ましい実施例によれば、前記データ信号は、符号化されたデータパケットである。前記通信モジュールは、好ましくは、前記の受信されたデータパケットを復号するとともに、前記の受信されて復号されたデータパケットの誤り率に基づいて、又は同様に、誤り率に少なくとも基づいて、前記品質値を決定するように構成される。
【００１０】
さらに、前記通信モジュールは、好ましくは、現在受信されたデータパケットの誤り率の他に複数の以前に受信されたデータパケットの誤り率を評価するとともに、前記のそれぞれのアプリケーションモジュールに割り当てられた前記最大レイテンシに関して、将来のデータ接続の品質を推定又は予測するように構成される。前記通信モジュールは、好ましくは、前記将来のデータ接続の前記の推定された品質を記述する品質値に基づいて前記制御信号を生成するように構成される。
【００１１】
更に好ましい実施例によれば、前記少なくとも１つのアプリケーションモジュールは、前記制御信号の受信に応答して前記通信モジュールに停止要求を送信するように構成され、前記停止要求は、前記少なくとも１つのアプリケーションモジュールに関して、後続のデータ信号を前記通信システムの任意の他の通信モジュールと交換してはならないことを前記通信モジュールに示す。
【００１２】
前記少なくとも１つのアプリケーションモジュールは、前記停止要求の生成に関連して、又は前記停止要求の生成時に、下記のステップ、すなわち、タイマを開始するステップと、前記タイマの満了に応答して、前記通信モジュールに再始動要求を送信するステップとを実行するように構成され得る。
【００１３】
前記通信モジュールは、好ましくは、前記再始動要求の受信時に、前記少なくとも１つのアプリケーションモジュールに関して、前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードとのデータ伝送を再確立するように構成される。前記データ伝送の再確立は、好ましくは、前記アプリケーションモジュールから受信されたデータに基づいて前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードにデータ信号を送信することと、前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードからデータ信号を受信することと、前記受信されたデータ信号又はこれらのデータ信号の前記内容を前記アプリケーションモジュールに転送することとを含む。
【００１４】
別の好ましい実施例によれば、前記少なくとも１つのアプリケーションモジュールは、前記制御信号の受信に応答して前記通信モジュールにパラメータ要求を送信するように構成されることができ、前記パラメータ要求は、前記通信モジュールに、前記通信モジュールが変更された品質しきい値及び／又は変更された最大レイテンシ値を含む変更されたパラメータセットに基づいて他の通信ノードとデータ信号の交換を進めるように指示されたことを示す。
【００１５】
前記通信モジュールは、前記パラメータ要求の受信時に、下記のステップ、すなわち、前記受信されたデータ信号を評価するとともに、前記の受信されたパラメータセットの要求されたパラメータに基づいて、少なくとも１つの他の通信ノードとの前記データ接続の前記現在及び／又は将来の品質を記述する更新された品質値を生成するステップと、前記更新された品質値が前記変更されたパラメータセットの前記変更された品質しきい値を下回る場合、前記アプリケーションモジュールに新しい制御信号を送信するステップと、前記更新された品質値が前記変更されたパラメータセットの前記変更された品質しきい値を超える場合、前記アプリケーションモジュールに確認を送信するステップとを実行するように構成され得る。
【００１６】
上記のように、前記通信ノードは、好ましくは、少なくとも２つのアプリケーションモジュールを含み、アプリケーションモジュールのそれぞれに個別の品質しきい値及び個別の最大レイテンシが割り当てられる。この場合、前記通信モジュールは、好ましくは、前記の割り当てられた品質しきい値が前記それぞれの最大レイテンシに関する前記品質値を超える前記アプリケーションモジュールのそれぞれに制御信号を送信するように構成される。
【００１７】
さらに、前記通信モジュールは、その品質値、及び前記それぞれの最大レイテンシを示すレイテンシ値を前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードに送信するとともに、前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードから受信された品質値及びレイテンシ値を評価するように構成され得る。さらにまた、前記通信モジュールは、前記通信システムの前記他の通信ノードのうちの１つ又は複数から受信された品質値及びレイテンシに基づいて、又は同様に、受信された品質値及びレイテンシに少なくとも基づいて、前記の対応する最大レイテンシと組み合わせてその品質値を決定するように構成され得る。
【００１８】
前記通信モジュールは、同様に、現在使用されている通信チャネル上の電磁放射線を、好ましくは、前記通信システムの通信ノードの間でデータ信号が伝送されないタイムスロットにおいて測定するとともに、電磁放射線の量を示す干渉値を決定するように構成され得る。
【００１９】
前記通信モジュールは、前記干渉値に基づいて、又は同様に、前記干渉値に少なくとも基づいて、前記の対応する最大レイテンシに関して、前記品質値を決定するように更に構成され得る。
【００２０】
別の実施例によれば、前記通信モジュールは、現在使用されている通信チャネル上の電磁放射線の所定の特性を、好ましくは、前記通信システムの通信ノードの間でデータ信号が伝送されないタイムスロットにおいて測定するとともに、前記電磁放射線の前記の測定された特性から干渉値を導出するように構成され得る。
【００２１】
前記通信モジュールは、前記干渉値に基づいて、又は同様に、前記干渉値に少なくとも基づいて、前記の対応する最大レイテンシに関して、前記品質値を決定するように更に構成され得る。
【００２２】
さらに、前記通信モジュールは、その干渉値を前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードに送信するとともに、前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードから受信された干渉値を評価するように構成され得る。
【００２３】
前記通信モジュールは、前記通信システムの前記他の通信ノードのうちの１つ又は複数から受信された干渉値に基づいて、又は同様に、受信された干渉値に少なくとも基づいて、前記の定義された最大レイテンシ又は複数の最大レイテンシに関して、その品質値又は複数の品質値を決定するように更に構成され得る。
【００２４】
更に好ましい実施例によれば、当該通信ノードは、プロセッサ及びメモリを備え得る。前記メモリは、好ましくは、起動後に前記プロセッサをプログラムして上記で定義された通信モジュールとして機能させる制御ソフトウェアモジュールと、起動後に前記プロセッサをプログラムして上記で定義されたアプリケーションモジュールとして機能させる少なくとも１つのアプリケーションソフトウェアモジュールとを記憶する。
【００２５】
前記制御ソフトウェアモジュールは、好ましくは、開放形システム相互接続モデル、ＯＳＩモデルに従って物理層又はデータリンク層に割り当てられる。
【００２６】
前記少なくとも１つのアプリケーションソフトウェアモジュールは、好ましくは、前記ＯＳＩモデルに従ってアプリケーション層に割り当てられる。
【００２７】
本発明の更なる実施例は、上述した少なくとも２つの通信ノードを含む通信システムに関する。
【００２８】
本発明の更なる実施例は、通信システムにおいて通信ノードを動作させる方法に関する。前記通信ノードの通信モジュールは、前記通信システムの他の通信ノードから受信されたデータ信号又はこれらのデータ信号の内容を前記通信ノードのアプリケーションモジュールに転送するとともに、前記アプリケーションモジュールから受信されたデータに基づいてデータ信号を前記他の通信ノードに、又は前記通信システムの少なくとも１つの他の通信ノードに送信する。前記通信モジュールは、前記受信されたデータ信号を評価するとともに、所定の最大レイテンシに関して、データ接続の現在及び／又は将来の品質を記述する品質値を生成する。前記通信モジュールは、前記所定の最大レイテンシに関する前記品質値が前記アプリケーションモジュールに割り当てられた所定のしきい値を下回っている場合、制御信号を前記アプリケーションモジュールに送信する。
【００２９】
本発明の上記及び他の利点が得られる方法が容易に理解されるように、上記で簡単に説明された本発明のより具体的な説明は、添付された図面に示されているその特定の実施例を参照して与えられることになる。これらの図面は、本発明の典型的な実施例のみを示しており、したがって、その範囲を限定するものと考えられるべきではないと理解され、本発明は、添付の図面を用いて、更なる特異性と詳細と共に記述されて、説明されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ブロードキャスト型通信ノードを含むトークンリング通信システムの例示的な実施例を示す。
【図２】ブロードキャスト型通信ノードを含むトークンリング通信システムの例示的な実施例を示す。
【図３】ブロードキャスト型通信ノードを含むトークンリング通信システムの例示的な実施例を示す。
【図４】ブロードキャスト型通信ノードを含むトークンリング通信システムの例示的な実施例を示す。
【図５】通信ノードの例示的な実施例を更に詳細に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の好ましい実施例は、図面を参照することによって最もよく理解されることになる。本明細書の図面において一般的に説明されるとともに例示されているように、本発明は広い範囲で変化し得ることが容易に理解されるであろう。したがって、図面に示されるように、本発明の例示的な実施例の下記のより詳細な説明は、権利請求される本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、本発明の現時点で好ましい実施例の単なる代表例である。
【００３２】
図１は、複数のブロードキャスト型通信ノードを含む通信システム５の第１の例示的実施例を示す。通信ノードは、図１において参照符号１０、１１により示されている。通信ノード１０及び１１は、同一であってもよい。
【００３３】
通信ノード１０は、第１のアプリケーションモジュール２１と、第２のアプリケーションモジュール２２と、通信モジュール３０とを備える。通信モジュール３０は、他の通信ノード１１の対応するアプリケーションモジュールとのデータ通信を管理することを担当している。
【００３４】
この目標を達成するために、通信モジュール３０は、通信システム５の通信ノード１１からデータ信号Ｄ２を受信するとともに、これらのデータ信号の内容を、受信されたデータ信号の内容がアドレス指定されるそれぞれのアプリケーションモジュール、すなわち、アプリケーションモジュール２１及び２２に転送する。
【００３５】
反対方向のデータフローを可能にするために、通信モジュール３０は、アプリケーションモジュール２１及び２２からデータを受信するとともに、通信システム５の他の通信ノード１１に次に送信されるデータ信号Ｄ１を生成する。
【００３６】
通信システム５は、好ましくは、トークンリングシステムを形成し、各通信ノードは、直接的に、又は間接的に（すなわち中継ノードとして機能する１つ又は複数の他の通信ノードを介して）、割り当てられたダウンストリームの通信ノードにデータ信号を送信し、割り当てられたアップストリームの通信ノードからデータ信号を受信する。通信ノード１０及び１１は、好ましくは、ブロードキャスト型の通信ノードである。
【００３７】
通信ノード１０の通信モジュール３０及び他の通信ノード１１の通信モジュールは、データ接続の品質を監視するとともに、現在の通信の品質又は将来の通信の推定された品質を示す品質値Ｑ１（Ｔ１）及びＱ２（Ｔ２）を生成するように更に構成される。
【００３８】
通信モジュール３０によって決定された品質値Ｑ１（Ｔ１）及びＱ２（Ｔ２）は、それぞれのアプリケーションモジュール、すなわち第１のアプリケーションモジュール２１及び第２のアプリケーションモジュール２２の通信に関して、好ましくは、アプリケーションごとに、許容されるレイテンシ（又は許容される時間遅延）を考慮する。最大レイテンシは、割り当てられた（複数の）遠隔通信ノード１１における、データ、好ましくは各データパケットの送信及び受信に関する最大時間遅延又は伝送持続時間、及びしたがって暗黙的に必要とされる到着時刻を定義する。
【００３９】
アプリケーションごとにそれぞれの最大レイテンシを示すアプリケーション固有のレイテンシ値は、図１において参照符号Ｔ１及びＴ２によりそれぞれ示されている。
【００４０】
品質値Ｑ１（Ｔ１）及びＱ２（Ｔ２）は、下記のように決定され得る。
【００４１】
Ｑ１（Ｔ１）＝１
アプリケーションモジュール２１により提供される全てのデータが、レイテンシ値Ｔｌにより定義される、時間制限に従って、又は要求された時間間隔内に、伝送されることができる。
【００４２】
Ｑ１（Ｔ１）＝０
通信が妨げられるか、又は中断されるため、アプリケーションモジュール２１により提供される全てのデータが、レイテンシ値Ｔｌにより定義される、時間制限に従って、又は要求された時間間隔内に、伝送されることができない。
【００４３】
Ｑ２（Ｔ２）＝１
アプリケーションモジュール２２により提供される全てのデータが、レイテンシ値Ｔ２により定義される、時間制限に従って、又は要求された時間間隔内に、伝送されることができる。
【００４４】
Ｑ２（Ｔ２）＝０
通信が妨げられるか、又は中断されるため、アプリケーションモジュール２２により提供される全てのデータが、レイテンシ値Ｔ２により定義される、時間制限に従って、又は要求された時間間隔内に、伝送されることができない。
【００４５】
品質しきい値Ｑ１ｍｉｎ及びＱ２ｍｉｎは、それぞれ、アプリケーションモジュール２０及び２１のそれぞれに、個別に割り当てられる。品質しきい値Ｑ１ｍｉｎ及びＱ２ｍｉｎは、異なる場合がある。
【００４６】
上記のようなバイナリ品質値の場合、品質しきい値Ｑ１ｍｉｎ及びＱ２ｍｉｎは、等しくても良く、例えば、Ｑ１ｍｉｎ＝Ｑ２ｍｉｎ＝０．５である。
【００４７】
バイナリ品質値の代わりに、所定の最大レイテンシ内の成功するデータ伝送の可能性を推定又は予測する数値が計算されることができる。例えば、０％の値がレイテンシに対応した伝送の可能性がないことを予測し、１００％の値がレイテンシに対応した伝送の確実性を予測する場合、パーセンテージが計算されることができる。
【００４８】
この目標を達成するために、通信モジュール３０は、将来の通信品質を予測し、それぞれの数値品質値を計算するために、過去の伝送速度、ビット誤り率、及び／又は中断の持続時間を評価することができる。
【００４９】
例えば、値Ｑ１及びＱ２は、下記のように計算されることができる。
【００５０】
【数１】
2019502293.tif 000003
【００５１】
ここで、Ｂはシステム帯域幅であり、Ｓはデータ信号Ｄの受信信号強度であり、Ｎは雑音であり、ｔｓｔａｒｔはパケット生成からパケット伝送の開始までの時間間隔である。
【００５２】
上記による時刻Ｔにおける将来の通信品質値Ｑ’は、最後のｎ個の利用可能なチャネル品質値にわたって加重平均を計算することにより、決定されることができ、例えばｎ＝４の場合に、下記のように決定されることができる。
【００５３】
【数２】
2019502293.tif 000004
【００５４】
図１において示される実施例では、品質しきい値Ｑ１ｍｉｎ及びＱ２ｍｉｎ、並びにレイテンシ値Ｔ１及びＴ２が、アプリケーションモジュール２１及び２２から通信モジュール３０に転送される、ということが仮定される。したがって、アプリケーションモジュール２１及び２２は、（例えば、非バイナリ品質値の場合に）新しい又は更新されたレイテンシ値及び／若しくは品質しきい値を送信することにより、必要に応じて品質要求を変更することができる。
【００５５】
他の通信ノード１１との進行中の通信の間、通信モジュール３０は、データトラフィックを分析し、各アプリケーションモジュール２１及び２２、並びにそれぞれの最大レイテンシＴ１及びＴ２に関して、上述したように品質値Ｑ１（Ｔ１）及びＱ２（Ｔ２）を生成する。したがって、通信モジュール３０は、アプリケーションモジュール２１及び２２から他の通信ノード１１へのデータ信号の伝送が、それぞれのアプリケーションモジュール２１及び２２に関する許容されるレイテンシを超えてはならないか、又は超えるべきではない、ということを考慮する。
【００５６】
次いで、通信モジュール３０は、アプリケーション固有の品質値Ｑ１（Ｔ１）及びＱ２（Ｔ２）を、アプリケーションモジュール２１及び２２により提供されるアプリケーション固有の品質しきい値Ｑ１ｍｉｎ及びＱ２ｍｉｎと比較する。品質値Ｑ１（Ｔ１）又はＱ２（Ｔ２）のいずれかがアプリケーション固有の品質しきい値Ｑ１ｍｉｎ及びＱ２ｍｉｎを下回る場合、通信モジュール３０は、制御信号ＱＳをそれぞれのアプリケーションモジュール２１又は２２に送信する。
【００５７】
図示された例では、品質値Ｑ２（Ｔ２）が要求される最低品質しきい値Ｑ２ｍｉｎを超える、ということが仮定される。したがって、通信モジュール３０は、第２のアプリケーションモジュール２２に対する通信を進めることができる。
【００５８】
図示された例では、品質値Ｑ１（Ｔ１）がその品質しきい値Ｑ１ｍｉｎに達しないと更に仮定される。この場合、通信モジュール３０は、少なくとも最大レイテンシ値Ｔ１によって課せられた時間制限に従わずに、第１のアプリケーションモジュール２１に代わってデータ信号を送信することができない。
【００５９】
したがって、通信モジュール３０は、制御信号ＱＳを生成し、制御信号ＱＳを第１のアプリケーションモジュール２１に送信する。制御信号ＱＳを受信すると、第１のアプリケーションモジュール２１は、他の通信ノード１１との通信、特に他の通信ノード１１の第１のアプリケーションモジュールとの通信が妨げられるか又は損なわれ、そのデータ信号が計画どおりに送信されることができない、ということを認識する。
【００６０】
図示された例では、第１のアプリケーションモジュール２１はタイマ７５を含む。制御信号ＱＳを受信した後で、第１のアプリケーションモジュール２１は、通信モジュール３０に停止要求ＳＴを送信する。停止要求ＳＴは、第１のアプリケーションモジュール２１に対するデータトラフィックを停止するように通信モジュール３０が指示されたことを示す。
【００６１】
さらに、第１のアプリケーションモジュール２１は、所定の期間に向けて、そのタイマ７５を開始する。タイマ７５が満了すると、第１のアプリケーションモジュール２１は、通信モジュール３０に再始動要求ＲＲを送信する。再始動要求ＲＲを受信すると、通信モジュール３０は、第１のアプリケーションモジュール２１に関して、他の通信ノード１１とのデータ伝送を再確立する。
【００６２】
データ伝送を再確立するステップは、好ましくは、第１のアプリケーションモジュール２１から受信されたデータに基づいて他の通信ノード１１にデータ信号を送信することと、他の通信ノード１１からデータ信号を受信することと、受信されたデータ信号又はこれらのデータ信号の内容を第１のアプリケーションモジュール２１に転送することとを含む。
【００６３】
データ接続の再開中、又はその後に、通信モジュール３０は、同様に、第１のアプリケーションモジュール２１に関してデータ接続の品質の監視を再開する。品質値Ｑ１（Ｔ１）が依然としてその品質しきい値Ｑ１ｍｉｎに達しない場合、上述したように、新たな制御信号ＱＳ’が生成され得るとともに、通信が再び一時停止され得る。品質値Ｑ１（Ｔ１）が品質しきい値Ｑ１ｍｉｎに達するか、又は品質しきい値Ｑ１ｍｉｎを超える場合、要求された最大レイテンシＴ１に従ってデータが送信及び受信されることができることを確認するために、確認信号ＯＫが第１のアプリケーションモジュール２１に送信されることができる。
【００６４】
第２のアプリケーションモジュール２２は、第１のアプリケーションモジュール２１を参照して上述されたのと同じ方法で、又は異なって、入ってくる制御信号ＱＳに対応することができる。下記では、図２を参照すると、第２のアプリケーションモジュール２２が、品質問題に対処する他の手段を講ずる、ということが仮定される。
【００６５】
図２は、通信モジュール３０が第２のアプリケーションモジュール２２に関してデータ接続の品質が不十分であることを検出し、それぞれの制御信号ＱＳを生成する場合の図１の通信ノード１０を示す。
【００６６】
制御信号ＱＳを受信すると、第２のアプリケーションモジュール２２は、通信モジュール３０にパラメータ要求を送信する。パラメータ要求は、通信モジュール３０に、通信モジュール３０がしかしながら変更された、好ましくは低減された品質しきい値Ｑ２ｍｉｎ’、及び変更された、好ましくは拡張された最大レイテンシ値Ｔ２’を含む変更されたパラメータセットに基づいて他の通信ノード１１とデータ信号の交換を進めるように指示されたことを示す。
【００６７】
新しいパラメータセットを受信した後で、通信モジュール３０は、受信されたデータ信号を評価し、要求された新しいレイテンシ値Ｔ２’を考慮して、データ接続の現在の品質を記述する更新された品質値を生成する。この分析の結果に応じて、通信モジュール３０は、新しい制御信号ＱＳ’（更新された品質値が依然として変更された品質しきい値Ｑ２ｍｉｎ’を下回っている場合）、又は確認信号ＯＫ（更新された品質値が変更された品質しきい値Ｑ２ｍｉｎ’を超える場合）のいずれかを、第２のアプリケーションモジュール２２に送信する。
【００６８】
図３は、通信システム５の例示的な実施例を示しており、ここで、通信ノード１０及び１１は、通信システム５の他の通信ノードから受信された品質値及びレイテンシに基づいて、又は同様に、受信された品質値及びレイテンシに少なくとも基づいて、品質値の計算を可能にするために、それらの品質値Ｑ１及びＱ２、並びにレイテンシ値Ｔ１及びＴ２を交換する。
【００６９】
図示された例では、通信モジュール３０は、他の通信ノード１１のうちの少なくとも１つの、又は好ましくは他の通信ノード１１の全ての、それぞれのアプリケーションモジュールに現在割り当てられている品質値Ｑ１及びＱ２、並びにレイテンシ値Ｔ１及びＴ２を含むデータ信号Ｄ２（Ｑ１、Ｔ１、Ｑ２、Ｔ２）を受信する。
【００７０】
対応する方法で、通信ノード１０の通信モジュール３０は、通信ノード１０のアプリケーションモジュール２１及び２２に現在割り当てられている品質値Ｑ１及びＱ２、並びにレイテンシ値Ｔ１及びＴ２を示すデータ信号Ｄ１（Ｑ１、Ｔ１、Ｑ２、Ｔ２）を生成して送信する。さらに、通信モジュール３０は、通信システム５の通信ノードのそれぞれを参照する品質値及びレイテンシ値の完全なセットを伝送するために、他の通信ノード１１から以前に受信された、品質値Ｑ１及びＱ２、並びにレイテンシ値Ｔ１及びＴ２を転送し得る。
【００７１】
さらに、通信ノード１０の通信モジュール３０は、現在使用されている通信チャネル上の電磁放射線の放射又は所定の特性を、好ましくは、通信ノード１０と通信ノード１１との間でデータ信号が伝送されないタイムスロットにおいて測定し、電磁放射線の量を示す干渉値Ｉを決定し得る。
【００７２】
例えば、通信モジュール３０は、下記の式を使用することにより、干渉値Ｉを測定し得る。
【００７３】
【数３】
2019502293.tif 000005
【００７４】
ここで、ｆｍａｘ（Ｃ）はそれぞれの通信チャネルの周波数帯域の上端であり、ｆｍｉｎ（Ｃ）はそれぞれの通信チャネルの周波数帯域の下端であり、Ｐ（ｆ）は放射密度である。時間領域多重化システムの場合、干渉値Ｉは下記の式を使用することにより取得されることができる。
【００７５】
【数４】
2019502293.tif 000006
【００７６】
ここで、ｔｍａｘはそれぞれの通信チャネルのタイムスロット割り当ての終わりであり、ｔｍｉｎはそれぞれの通信チャネルのタイムスロット割り当ての始まりであり、Ｐ（ｔ）は放射密度である。
【００７７】
干渉値Ｉが計算されるか又は測定される場合、通信モジュール３０は、同様に、干渉値Ｉに基づいて、又は同様に、干渉値Ｉに少なくとも基づいて、対応する最大レイテンシに関して、品質値Ｑ１及びＱ２を決定し得る。例えば、値Ｑ１及びＱ２は、下記のように計算されることができる。
【００７８】
【数５】
2019502293.tif 000007
【００７９】
ここで、Ｂはシステム帯域幅であり、Ｓはデータ信号Ｄの受信信号強度であり、Ｎは雑音であり、ｔｓｔａｒｔはパケット生成からパケット伝送の開始までの時間間隔である。
【００８０】
図４は、通信システム５の例示的な実施例を示しており、ここで、通信ノード１０及び１１は、通信システム５の他の通信ノードから受信された品質値、レイテンシ値、及び干渉値に基づいて、又は同様に、受信された品質値、レイテンシ値、及び干渉値に少なくとも基づいて、品質値の計算を可能にするために、それらの品質値Ｑ１及びＱ２、それらのレイテンシ値Ｔ１及びＴ２、並びにそれらの干渉値Ｉを交換する。
【００８１】
図示された例では、通信モジュール３０は、他の通信ノード１１のうちの少なくとも１つの、又は好ましくは他の通信ノード１１の全ての、それぞれのアプリケーションモジュールに現在割り当てられている品質値Ｑ１及びＱ２、並びにレイテンシ値Ｔ１及びＴ２を含むデータ信号Ｄ２（Ｑ１、Ｔ１、Ｑ２、Ｔ２、Ｉ）を受信する。データ信号Ｄ２（Ｑ１、Ｔ１、Ｑ２、Ｔ２、Ｉ）は、他の通信ノード１１のうちの少なくとも１つにより、又は好ましくは他の通信ノード１１の全てにより予め決定された干渉値Ｉを更に含む。
【００８２】
対応する方法で、通信ノード１０の通信モジュール３０は、通信ノード１０のアプリケーションモジュール２１及び２２に現在割り当てられている品質値Ｑ１及びＱ２、並びにレイテンシ値Ｔ１及びＴ２の他に、通信モジュール３０によって決定された干渉値Ｉを示すデータ信号Ｄ１（Ｑ１、Ｔ１、Ｑ２、Ｔ２、Ｉ）を生成して送信する。さらに、通信モジュール３０は、同様に、通信システム５の他の通信ノードのそれぞれを参照する、品質値及びレイテンシ値、そして更に干渉値の完全なセットを伝送するために、他の通信ノード１１から以前に受信された、品質値Ｑ１及びＱ２、並びにレイテンシ値Ｔ１及びＴ２、そして更に干渉値を転送し得る。
【００８３】
図５は、図１から図４における通信ノード１０及び１１のいずれかを形成することができる通信ノード１００の例示的な実施例を示す。通信ノード１００は、プロセッサ１１０と、メモリ１２０と、トランシーバ２００とを備える。
【００８４】
メモリ１２０は、図１から図４において示される実施例に関連して上述したように、起動後にプロセッサ１１０を通信モジュール３０として機能させるようにプログラムする、制御ソフトウェアモジュール１３０を記憶する。
【００８５】
メモリ１２０は、図１から図４において示される実施例に関連して上述したように、それぞれ、起動後にプロセッサ１１０をアプリケーションモジュール２１及び２２として機能させるようにプログラムする、２つのアプリケーションソフトウェアモジュール１２１及び１２２を更に記憶する。
【００８６】
制御ソフトウェアモジュール１３０は、好ましくは、開放形システム相互接続モデル、ＯＳＩモデルに従って物理層又はデータリンク層に割り当てられる。
【００８７】
アプリケーションソフトウェアモジュール１２１及び１２２は、好ましくは、ＯＳＩモデルに従ってアプリケーション層に割り当てられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2019502293.tif 000014